論文の概要: Measuring Quantum Discord at the LHC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.21158v2
- Date: Fri, 28 Feb 2025 02:46:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 19:09:11.149351
- Title: Measuring Quantum Discord at the LHC
- Title（参考訳）: LHCにおける量子不一致の測定
- Authors: Tao Han, Matthew Low, Navin McGinnis, Shufang Su,
- Abstract要約: 大型ハドロン衝突型加速器(LHC)におけるトップ反トップ量子状態における量子不協和の測定方法についての詳細な解析を行う。
量子不協和は、古典的な起源を持たないシステム間のすべての相関をカプセル化することを目的としているため、興味深い。
この研究は、粒子物理学における量子情報研究のツールキットを拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9761906520560046
- License:
- Abstract: There has been an increasing interest in exploring quantities associated with quantum information at colliders. We perform a detailed analysis describing how to measure the quantum discord in the top anti-top quantum state at the Large Hadron Collider (LHC). While for pure states, quantum discord, entanglement, and Bell nonlocality all probe the same correlations, for mixed states they probe different aspects of quantum correlations. The quantum discord, in particular, is interesting because it aims to encapsulate all correlations between systems that cannot have a classical origin. We employ two complementary approaches for the study of the top anti-top system, namely the decay method and the kinematic method. We highlight subtleties associated with measuring discord for reconstructed quantum states at colliders. Usually quantum discord is difficult to compute due to an extremization that must be performed. We show, however, that for the $t\bar{t}$ system this extremization can be performed analytically and we provide closed-form formulas for the quantum discord. We demonstrate that at the high luminosity LHC, discord is projected to be measurable with a precision of approximately 5% using the decay method and sub-percent levels using the kinematic method. Even with current LHC datasets, discord can be measured with 1-2% precision with the kinematic method. By systematically investigating quantum discord for the first time through a detailed collider analysis, this work expands the toolkit for quantum information studies in particle physics and lays the groundwork for deeper insights into the quantum properties in high-energy collisions.
- Abstract（参考訳）: 衝突機における量子情報に関連する量の探索への関心が高まっている。
本研究では,LHC(Large Hadron Collider)におけるトップ反トップ量子状態における量子不協和を測定する方法について,詳細な解析を行った。
純粋な状態の場合、量子不協和、絡み合い、ベル非局所性は全て同じ相関を探索するが、混合状態の場合、量子相関の異なる側面を探索する。
特に量子不協和は、古典的な起源を持たないシステム間のすべての相関をカプセル化することを目的としているため、興味深い。
トップ対トップ系の研究には2つの補完的アプローチ、すなわち崩壊法と運動法を用いる。
衝突機における再構成量子状態に対する不協和の測定に関する微妙な点を強調した。
通常、量子不協和は、実行しなければならない極端化のために計算が困難である。
しかし、$t\bar{t}$系の場合、この過渡化は解析的に行うことができ、量子不協和に対する閉形式公式を提供する。
本研究では, 高輝度LHCにおいて, 約5%の精度で不協和音が測定可能であることを示す。
現在のLHCデータセットでさえ、運動学的手法で1-2%の精度で不一致を測定することができる。
この研究は、粒子物理学における量子情報研究のツールキットを拡張し、高エネルギー衝突における量子特性に関する深い洞察の基盤となる。
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